Eventloop不可怕，可怕的是趕上Promise

時間  2019-11-10
標籤 eventloop 可怕 趕上 promise 简体版
原文   原文鏈接

有關Eventloop+Promise的面試題大約分如下幾個版本——駕輕就熟版、遊刃有餘版、爐火純青版、登峯造極版和究極變態版。假設小夥伴們戰到最後一題，之後遇到此類問題，都是所向披靡。固然若是面試官們還能想出更變態的版本，算我輸。node

版本一：駕輕就熟版

考點：eventloop中的執行順序，宏任務微任務的區別。

吐槽：這個不懂，沒得救了，回家從新學習吧。react

setTimeout(()=>{
   console.log(1) 
},0)
Promise.resolve().then(()=>{
   console.log(2) 
})
console.log(3)

這個版本的面試官們就特別友善，僅僅考你一個概念理解，瞭解宏任務(marcotask)微任務(microtask)，這題就是送分題。git

筆者答案：這個是屬於Eventloop的問題。main script運行結束後，會有微任務隊列和宏任務隊列。微任務先執行，以後是宏任務。

PS：概念問題github

有時候會有版本是宏任務>微任務>宏任務，在這裏筆者須要講清楚一個概念，以避免混淆。這裏有個main script的概念，就是一開始執行的代碼（代碼總要有開始執行的時候對吧，否則宏任務和微任務的隊列哪裏來的），這裏被定義爲了宏任務（筆者喜歡將main script的概念單獨拎出來，不和兩個任務隊列混在一塊兒），而後根據main script中產生的微任務隊列和宏任務隊列，分別清空，這個時候是先清空微任務的隊列，再去清空宏任務的隊列。面試

版本二：遊刃有餘版

這一個版本，面試官們爲了考驗一下對於Promise的理解，會給題目加點料：segmentfault

考點：Promise的executor以及then的執行方式

吐槽：這是個小坑，promise掌握的熟練的，這就是人生的小插曲。數組

setTimeout(()=>{
   console.log(1) 
},0)
let a=new Promise((resolve)=>{
    console.log(2)
    resolve()
}).then(()=>{
   console.log(3) 
}).then(()=>{
   console.log(4) 
})
console.log(4)

此題看似在考Eventloop，實則考的是對於Promise的掌握程度。Promise的then是微任務你們都懂，可是這個then的執行方式是如何的呢，以及Promise的executor是異步的仍是同步的？promise

錯誤示範：Promise的then是一個異步的過程，每一個then執行完畢以後，就是一個新的循環的，因此第二個then會在setTimeout以後執行。（沒錯，這就是某年某月某日筆者的一個回答。請給我一把槍，真想打死當時的本身。）瀏覽器

正確示範：這個要從Promise的實現來講，Promise的executor是一個同步函數，即非異步，當即執行的一個函數，所以他應該是和當前的任務一塊兒執行的。而Promise的鏈式調用then，每次都會在內部生成一個新的Promise，而後執行then，在執行的過程當中不斷向微任務(microtask)推入新的函數，所以直至微任務(microtask)的隊列清空後纔會執行下一波的macrotask。

詳細解析

（若是你們不嫌棄，能夠參考個人另外一篇文章，從零實現一個Promise，裏面的解釋淺顯易懂。）
咱們以babel的core-js中的promise實現爲例，看一眼promise的執行規範：babel

代碼位置：promise-polyfill

PromiseConstructor = function Promise(executor) {
    //...
    try {
      executor(bind(internalResolve, this, state), bind(internalReject, this, state));
    } catch (err) {
      internalReject(this, state, err);
    }
};

這裏能夠很清除地看到Promise中的executor是一個當即執行的函數。

then: function then(onFulfilled, onRejected) {
    var state = getInternalPromiseState(this);
    var reaction = newPromiseCapability(speciesConstructor(this, PromiseConstructor));
    reaction.ok = typeof onFulfilled == 'function' ? onFulfilled : true;
    reaction.fail = typeof onRejected == 'function' && onRejected;
    reaction.domain = IS_NODE ? process.domain : undefined;
    state.parent = true;
    state.reactions.push(reaction);
    if (state.state != PENDING) notify(this, state, false);
    return reaction.promise;
},

接着是Promise的then函數，很清晰地看到reaction.promise，也就是每次then執行完畢後會返回一個新的Promise。也就是當前的微任務(microtask)隊列清空了，可是以後又開始添加了，直至微任務(microtask)隊列清空纔會執行下一波宏任務(marcotask)。

//state.reactions就是每次then傳入的函數
 var chain = state.reactions;
  microtask(function () {
    var value = state.value;
    var ok = state.state == FULFILLED;
    var i = 0;
    var run = function (reaction) {
        //...
    };
    while (chain.length > i) run(chain[i++]);
    //...
  });

最後是Promise的任務resolve以後，開始執行then，能夠看到此時會批量執行then中的函數，並且還給這些then中回調函數放入了一個microtask這個很顯眼的函數之中，表示這些回調函數是在微任務中執行的。

那麼在沒有Promise的瀏覽器中，微任務這個隊列是如何實現的呢？

小知識： babel中對於微任務的polyfill，若是是擁有 setImmediate函數平臺，則使用之，若沒有則自定義則利用各類好比nodejs中的 process.nextTick，瀏覽器中支持 postMessage的，或者是經過create一個script來實現微任務(microtask)。最終的最終，是使用setTimeout，不過這個就和微任務無關了，promise變成了宏任務的一員。

拓展思考：

爲何有時候，then中的函數是一個數組？有時候就是一個函數？

咱們稍稍修改一下上述題目，將鏈式調用的函數，變成下方的，分別調用then。且不說這和鏈式調用之間的不一樣用法，這邊只從實踐角度辨別二者的不一樣。鏈式調用是每次都生成一個新的Promise，也就是說每一個then中回調方法屬於一個microtask，而這種分別調用，會將then中的回調函數push到一個數組之中，而後批量執行。再換句話說，鏈式調用可能會被Evenloop中其餘的函數插隊，而分別調用則不會（僅針對最普通的狀況，then中無其餘異步操做。）。

let a=new Promise((resolve)=>{
     console.log(2)
     resolve()
})
a.then(()=>{
    console.log(3) 
})
a.then(()=>{
    console.log(4) 
})

下一模塊會對此微任務(microtask)中的「插隊」行爲進行詳解。

版本三：爐火純青版

這一個版本是上一個版本的進化版本，上一個版本的promise的then函數並未返回一個promise，若是在promise的then中建立一個promise，那麼結果該如何呢？

考點：promise的進階用法，對於then中return一個promise的掌握

吐槽：promise也能夠是地獄……

new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log("promise1")
    resolve()
}).then(()=>{
    console.log("then11")
    new Promise((resolve,reject)=>{
        console.log("promise2")
        resolve()
    }).then(()=>{
        console.log("then21")
    }).then(()=>{
        console.log("then23")
    })
}).then(()=>{
    console.log("then12")
})
按照上一節最後一個microtask的實現過程，也就是說一個Promise全部的then的回調函數是在一個microtask函數中執行的，可是每個回調函數的執行，又按照狀況分爲當即執行，微任務(microtask)和宏任務(macrotask)。

遇到這種嵌套式的Promise不要慌，首先要心中有一個隊列，可以將這些函數放到相對應的隊列之中。

Ready GO

第一輪

  • current task: promise1是當之無愧的當即執行的一個函數，參考上一章節的executor，當即執行輸出[promise1]
  • micro task queue: [promise1的第一個then]

第二輪

  • current task: then1執行中，當即輸出了then11以及新promise2的promise2
  • micro task queue: [新promise2的then函數,以及promise1的第二個then函數]

第三輪

  • current task: 新promise2的then函數輸出then21和promise1的第二個then函數輸出then12。
  • micro task queue: [新promise2的第二then函數]

第四輪

  • current task: 新promise2的第二then函數輸出then23
  • micro task queue: []

END

最終結果[promise1,then11,promise2,then21,then12,then23]。

變異版本1：若是說這邊的Promise中then返回一個Promise呢？？

new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log("promise1")
    resolve()
}).then(()=>{
    console.log("then11")
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        console.log("promise2")
        resolve()
    }).then(()=>{
        console.log("then21")
    }).then(()=>{
        console.log("then23")
    })
}).then(()=>{
    console.log("then12")
})

這裏就是Promise中的then返回一個promise的情況了，這個考的重點在於Promise而非Eventloop了。這裏就很好理解爲什麼then12會在then23以後執行，這裏Promise的第二個then至關因而掛在新Promise的最後一個then的返回值上。

變異版本2：若是說這邊不止一個Promise呢，再加一個new Promise是否會影響結果？？

new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log("promise1")
    resolve()
}).then(()=>{
    console.log("then11")
    new Promise((resolve,reject)=>{
        console.log("promise2")
        resolve()
    }).then(()=>{
        console.log("then21")
    }).then(()=>{
        console.log("then23")
    })
}).then(()=>{
    console.log("then12")
})
new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log("promise3")
    resolve()
}).then(()=>{
    console.log("then31")
})

笑容逐漸變態，一樣這個咱們能夠本身心中排一個隊列：

第一輪

  • current task: promise1，promise3
  • micro task queue: [promise2的第一個then，promise3的第一個then]

第二輪

  • current task: then11，promise2，then31
  • micro task queue: [promise2的第一個then，promise1的第二個then]

第三輪

  • current task: then21，then12
  • micro task queue: [promise2的第二個then]

第四輪

  • current task: then23
  • micro task queue: []

最終輸出:[promise1,promise3,then11,promise2,then31,then21,then12,then23]

版本四：登峯造極版

考點：在async/await之下，對Eventloop的影響。

槽點：別被async/await給騙了，這題不難。

相信你們也看到過此類的題目，我這裏有個至關簡易的解釋，不知你們是否有興趣。

async function async1() {
    console.log("async1 start");
    await  async2();
    console.log("async1 end");
}

async  function async2() {
    console.log( 'async2');
}

console.log("script start");

setTimeout(function () {
    console.log("settimeout");
},0);

async1();

new Promise(function (resolve) {
    console.log("promise1");
    resolve();
}).then(function () {
    console.log("promise2");
});
console.log('script end');

async/await僅僅影響的是函數內的執行，而不會影響到函數體外的執行順序。也就是說async1()並不會阻塞後續程序的執行，await async2()至關於一個Promise，console.log("async1 end");至關於前方Promise的then以後執行的函數。

按照上章節的解法，最終輸出結果：[script start,async1 start,async2,promise1,script end,async1 end,promise2,settimeout]

若是瞭解async/await的用法，則並不會以爲這題是困難的，但如果不瞭解或者只知其一;不知其二，那麼這題就是災難啊。

  • 此處惟一有爭議的就是async的then和promise的then的優先級的問題，請看下方詳解。*

async/await與promise的優先級詳解

async function async1() {
    console.log("async1 start");
    await  async2();
    console.log("async1 end");
}
async  function async2() {
    console.log( 'async2');
}
// 用於test的promise，看看await究竟在什麼時候執行
new Promise(function (resolve) {
    console.log("promise1");
    resolve();
}).then(function () {
    console.log("promise2");
}).then(function () {
    console.log("promise3");
}).then(function () {
    console.log("promise4");
}).then(function () {
    console.log("promise5");
});

先給你們出個題，若是讓你polyfill一下async/await，你們會怎麼polyfill上述代碼？下方先給出筆者的版本：

function promise1(){
    return new Promise((resolve)=>{
        console.log("async1 start");
        promise2().then(()=>{
            console.log("async1 end");
            resolve()
        })
    })
}
function promise2(){
    return new Promise((resolve)=>{
        console.log( 'async2'); 
        resolve() 
    })
}

在筆者看來，async自己是一個Promise，而後await確定也跟着一個Promise，那麼新建兩個function，各自返回一個Promise。接着function promise1中須要等待function promise2中Promise完成後才執行，那麼就then一下咯~。

根據這個版本得出的結果：[async1 start,async2,promise1,async1 end,promise2,...]，async的await在test的promise.then以前，其實也可以從筆者的polifill中得出這個結果。

而後讓筆者驚訝的是用原生的async/await，得出的結果與上述polyfill不一致！得出的結果是：[async1 start,async2,promise1,promise2,promise3,async1 end,...]，因爲promise.then每次都是一輪新的microtask，因此async是在2輪microtask以後，第三輪microtask才得以輸出（關於then請看版本三的解釋）。

/ 突如其來的沉默 /

這裏插播一條，async/await由於要通過3輪的microtask才能完成await，被認爲開銷很大，所以以後V8和Nodejs12開始對此進行了修復，詳情能夠看 github上面這一條pull

那麼，筆者換一種方式來polyfill，相信你們都已經充分了解await後面是一個Promise，可是假設這個Promise不是好Promise怎麼辦？異步是好異步，Promise不是好Promise。V8就很兇殘，加了額外兩個Promise用於解決這個問題，簡化了下源碼，大概是下面這個樣子：

// 不太準確的一個描述
function promise1(){
    console.log("async1 start");
    // 暗中存在的promise，筆者認爲是爲了保證async返回的是一個promise
    const implicit_promise=Promise.resolve()
    // 包含了await的promise，這裏直接執行promise2，爲了保證promise2的executor是同步的感受
    const promise=promise2()
    // https://tc39.github.io/ecma262/#sec-performpromisethen
    // 25.6.5.4.1
    // throwaway，爲了規範而存在的，爲了保證執行的promise是一個promise
    const throwaway= Promise.resolve()
    //console.log(throwaway.then((d)=>{console.log(d)}))
    return implicit_promise.then(()=>{
        throwaway.then(()=>{
            promise.then(()=>{
                console.log('async1 end');
            })
        }) 
    })
}

ps:爲了強行推遲兩個microtask執行，筆者也是煞費苦心。

總結一下：async/await有時候會推遲兩輪microtask，在第三輪microtask執行，主要緣由是瀏覽器對於此方法的一個解析，因爲爲了解析一個await，要額外建立兩個promise，所以消耗很大。後來V8爲了下降損耗，因此剔除了一個Promise，而且減小了2輪microtask，因此如今最新版本的應該是「零成本」的一個異步。

版本五：究極變態版

饕餮大餐，什麼變態的內容都往裏面加，想一想就很豐盛。能考到這份上，只能說面試官人狠話也多。

考點：nodejs事件+Promise+async/await+佛系setImmediate

槽點：筆者都不知道那個可能先出現

async function async1() {
    console.log("async1 start");
    await  async2();
    console.log("async1 end");
}
async  function async2() {
    console.log( 'async2');
}
console.log("script start");
setTimeout(function () {
    console.log("settimeout");
});
async1()
new Promise(function (resolve) {
    console.log("promise1");
    resolve();
}).then(function () {
    console.log("promise2");
});
setImmediate(()=>{
    console.log("setImmediate")
})
process.nextTick(()=>{
    console.log("process")
})
console.log('script end');

隊列執行start

第一輪：

  • current task："script start"，"async1 start"，'async2'，"promise1"，「script end」
  • micro task queue：[async,promise.then,process]
  • macro task queue：[setTimeout,setImmediate]

第二輪

  • current task：process，async1 end ,promise.then
  • micro task queue：[]
  • macro task queue：[setTimeout,setImmediate]

第三輪

  • current task：setTimeout,setImmediate
  • micro task queue：[]
  • macro task queue：[]

最終結果：[script start，async1 start，async2，promise1，script end,process,async1 end,promise2,setTimeout,setImmediate]

一樣"async1 end","promise2"之間的優先級，因平臺而異。

筆者乾貨總結

在處理一段evenloop執行順序的時候：

  • 第一步確認宏任務，微任務

    • 宏任務：script，setTimeout，setImmediate，promise中的executor
    • 微任務：promise.then，process.nextTick
  • 第二步解析「攔路虎」，出現async/await不要慌，他們只在標記的函數中可以做威做福，出了這個函數仍是跟着大部隊的潮流。
  • 第三步，根據Promise中then使用方式的不一樣作出不一樣的判斷，是鏈式仍是分別調用。

  • 最後一步記住一些特別事件

    • 好比，process.nextTick優先級高於Promise.then

參考網址，推薦閱讀：

有關V8中如何實現async/await的，更快的異步函數和 Promise

有關async/await規範的，ecma262

還有babel-polyfill的源碼，promise

後記

Hello~Anybody here?

原本筆者是不想寫這篇文章的，由於有種5年高考3年模擬的既視感，奈何面試官們都太兇殘了，爲了「折磨」面試者無所不用其極，怎麼變態怎麼來。不過所以筆者算是完全掌握了Eventloop的用法，塞翁失馬吧~

有小夥伴看到最後嘛？來和筆者聊聊你遇到過的的Eventloop+Promise的變態題目。

歡迎轉載~但請註明出處~首發於掘金~Eventloop不可怕，可怕的是趕上Promise

題外話：來segmentfault試水~啊哈哈哈啊哈哈

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